【正文】 業(yè)生產(chǎn)中，風(fēng)機(jī)的風(fēng)門，擋板及其相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)，維修費(fèi)用占到生產(chǎn)的 7~，而且控制精度也受到限制，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 fan control。 1935 年，德國首先采用軸流等壓風(fēng)機(jī)為鍋爐通風(fēng)和引風(fēng)； 1948 年 ,丹麥制成運(yùn)行中動(dòng)葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)；旋軸流風(fēng)機(jī)、子午加速軸流風(fēng)機(jī)、斜流風(fēng)機(jī)和橫流風(fēng)機(jī)也都獲得了發(fā)展。 ⑴ 離心式風(fēng)機(jī)（氣流軸向流入旋轉(zhuǎn)葉道， 在離心力作用下被拋向葉輪外緣，具有較高的壓力系數(shù)、相對(duì)低的流量流量系數(shù)） 根據(jù)壓力高低分為高壓（ 15000～ 3000Pa）、中壓（ 3000～ 1000Pa）、低壓（＜ 1000Pa）。 ⑵ 軸流風(fēng)機(jī)（氣體軸向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉道被加壓后再軸向排出，具有低壓、大流量、高效特點(diǎn)）。 ⑷ 橫流（貫流）風(fēng)機(jī)（氣體橫貫旋轉(zhuǎn)葉道進(jìn)入再橫貫流出，出口氣流扁平，風(fēng)速高） 風(fēng)幕機(jī)（空氣幕）是橫流風(fēng)機(jī)中的代表產(chǎn)品，它可有效阻隔室內(nèi)外空氣的對(duì)流，因而風(fēng)幕機(jī)在有空調(diào)或有異味的公共場(chǎng)所應(yīng)用廣泛。 (3)流 量 :單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)機(jī)所輸送的流體量稱為流量。 (7)有因次性能曲線 :將風(fēng)機(jī)在各工況下的性能參數(shù)值用曲線連接起來，繪制在直角坐標(biāo)系中，用以表示風(fēng)機(jī)流量、功率、效率、全壓與靜壓之間的關(guān)系曲線。均屬前向彎曲型。各部分的主要功能如下： 監(jiān)控系統(tǒng)（ SCADA）：監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)狀況的監(jiān)視與啟、停操作，它包括大型監(jiān)控軟件及完善的通訊網(wǎng)絡(luò)。而風(fēng)機(jī)其它部件，包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、軸承等核心部件已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化配套（盡管質(zhì)量水平 及運(yùn)行狀況還不能令人滿意），之所以如此，原因主要有： (1)我國在這一技術(shù)領(lǐng)域的起步較晚，尤其是對(duì)兆瓦級(jí)以上大功率機(jī)組變速恒頻控制技術(shù)的研究，更是最近幾年的事情，這比風(fēng)機(jī)技術(shù)先進(jìn)國家要落后二十年時(shí)間。而中小規(guī)模的風(fēng)機(jī)制造商又無力進(jìn)行這樣的開發(fā)。 (1)采用統(tǒng)一和開放的協(xié)議以實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)場(chǎng)、不同廠家和型號(hào)的風(fēng)機(jī)之間的方便互聯(lián)。歐洲很多國家，如德國、西班牙、丹麥等國家，早就出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求在這種情況下風(fēng)機(jī)能保持在網(wǎng)運(yùn)行以支撐電網(wǎng)。但是，隨著風(fēng)電上網(wǎng)電量的大幅度增加，在用電低谷段往往是風(fēng)機(jī)出力最大的時(shí)段，造成電網(wǎng)調(diào)峰異常困難，電網(wǎng)頻率、電壓均易出現(xiàn)較大波動(dòng)。 ⑶根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電動(dòng)機(jī)。 計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)大小，在已有系列產(chǎn)品中查找比轉(zhuǎn)數(shù)相等或相近的通風(fēng)機(jī)。 ⑴壓差測(cè)量工作原理 充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，如圖 21 示，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 11 由上式可見，流量為 C、 ε、 d、 ρ、 △ P、 β 6 個(gè)參數(shù)的函數(shù)，此 6 個(gè)參數(shù)可分為實(shí)測(cè)量[d， ρ， △ P， β(D)]和統(tǒng)計(jì)量 (C、 ε)兩類。 壓力傳感器用來測(cè)量管道的靜壓。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。 片的設(shè)計(jì)與選型 以最小的葉片重量獲得最大的葉片面積，使得葉片具有更高的捕風(fēng)能力，葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯 得十分重要，尤其是符合空氣動(dòng)力學(xué)要求的大型復(fù)合材料葉片的最佳外形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性尤為突出，它是實(shí)現(xiàn)葉片的材料工藝有效結(jié)合的軟件支撐。 流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算和軟件的改進(jìn)使得研究人員能夠更精確的模擬葉片實(shí)際的受力狀態(tài)。 Enercon 公司在 風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中繼續(xù)采用此項(xiàng)技術(shù)，旋轉(zhuǎn)直徑為 112 米的葉片端部仍安裝的傾斜“小翼”，使得葉片單片的運(yùn)行噪音小于 3 個(gè)葉片 (旋轉(zhuǎn)直徑為 66 米 )山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 16 運(yùn)行使產(chǎn)生的噪音。 RblnF ?? NN 8 0 72 9 0 8 4 4 3 2 ??????? 圖 24風(fēng)機(jī)葉片受力示意圖 如圖葉片的重心假定在葉片工作面的 O 點(diǎn)，將 F 分解成沿葉片的法向力 F1 和切向力F2。風(fēng)機(jī)軸承國產(chǎn)化可提高國內(nèi)軸承工業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)用水平，縮小與國外先進(jìn)水平的差距，促進(jìn)國內(nèi)軸承工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，另外方面，可以 降低風(fēng)電成本，加快我國新資源和可再生資源的發(fā)展。偏航齒輪要選擇合適的材料、模數(shù)、齒面輪廓和硬度，以保證和主動(dòng)齒輪之間壽命的匹配。潤(rùn)滑油中金屬顆粒比較多，使軸承壽命大大縮短，因此需采用特殊的熱處理工藝，使?jié)L道表面存在壓應(yīng)力，降低滾道對(duì)顆粒雜質(zhì)的敏感程度，提高軸承壽命。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ca AT KT? KA為風(fēng)機(jī)的工作工況系數(shù) 鼓風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)矩變化小，即為透平空氣壓縮機(jī)械。該重力可以造成風(fēng)機(jī)葉輪重心與主軸旋轉(zhuǎn)中心線有一定的偏移距離。 ⑷ 變頻器體積小，便于安裝 、調(diào)試、維修簡(jiǎn)便。直接變頻為交 —— 交變 頻；間接變頻為交 —— 直 —— 交變頻。用這種方法通過改變矩形脈沖的寬度可以控制逆變器輸出交流基波電壓的幅值；通過改變調(diào)制矩形脈沖波形的頻率（或周期）可以控制交流基波電壓的 頻率。 驅(qū)動(dòng)電路為驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路，它與控制電路隔離，控制主電路器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。 ④ 瞬時(shí)停電保護(hù)，對(duì)于毫秒級(jí)內(nèi)的瞬時(shí)斷電，控制電路工作正常。 ⑶ 其他保護(hù) ① 防止失速過電流，加速時(shí)，假如異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行。 20 世紀(jì) 70 年代后，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，使得交流電力拖動(dòng) 系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及在四象限作可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面可以與直流電力拖動(dòng)媲美。同時(shí)，感謝所有任課老 師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開的 。 在風(fēng)機(jī)測(cè)試過程中，要求風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。 ⑥ 冷卻風(fēng)機(jī)異常，有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置，當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升，因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢測(cè)出異常后停止逆變電器工作。當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓，電流值。 給異步電動(dòng)機(jī)供電的主電路提供控制信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)，稱為控制回路，控制電路由頻率，電壓的運(yùn)算電路，主電路的電壓，電流檢測(cè)電路，電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)電路，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的驅(qū)動(dòng)電路，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電路等組成。 控制器 控制器是根據(jù)變頻調(diào)速 的不同方式產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制逆變器中各功率開關(guān)元件的工作狀態(tài)，使逆變器輸出預(yù)定頻率和預(yù)定電壓的交流電源。 二、變頻調(diào)整原理 變速調(diào)速也稱為變頻調(diào)速系統(tǒng)，它主要由變頻器和控制器兩大部分組成。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 27 第三章 風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、交流變頻調(diào)整的優(yōu)異特性 ⑴ 調(diào)速時(shí)平滑性好，效率高。適合軸徑為 32mm。 (5)軸承裝機(jī)試驗(yàn)技術(shù)研究 軸承安裝后的實(shí)際性能不僅與軸承自身性能有關(guān)，而且還與軸承的具體安裝使用條件密切相關(guān)，因此，要對(duì)軸承安裝時(shí)的配合形式、安裝中心的對(duì)中性進(jìn)行研究，使軸承在實(shí)際使用中能夠得到較好的工作性能。 (2)風(fēng)葉主軸軸承（ 24044CC） 風(fēng)葉主軸由兩個(gè)調(diào)心滾子軸承支承。偏航轉(zhuǎn)速Ω越高，產(chǎn)生的加速度ε也越大。葉片彎矩如圖 25。 風(fēng)機(jī)葉片強(qiáng)度計(jì)算 因?yàn)樵诖嗽O(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)葉片與葉輪前后盤的連接為焊接，所以葉片的最大彎矩應(yīng)產(chǎn)生在梁的兩端。由于葉片長(zhǎng)度的增加，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)掃過的面積增大，捕風(fēng)能力大約提高 25％。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，計(jì)算手段的顯著提高，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)風(fēng)力發(fā)電葉片的認(rèn)識(shí)和理解也在逐 漸深入。 與選型 初選葉輪大徑 D2=。如用比率變壓器電橋可測(cè)出電容值，其相對(duì)變化量可達(dá) IE7 (3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短。壓差式流量傳感器是目前工業(yè)上技術(shù)最成熟、使用最多的一種，其使用量約占全部流量測(cè)量?jī)x表的 7080%。 圖 21壓差測(cè)量工作原理 124 241 ???? pdCq m ??? ?/mv qq ? 式中 qm質(zhì)量流量， kg/s。 DPF 由一次裝置 (檢測(cè)件 )和二次裝置 (差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表 )組成。 ⑷電動(dòng)機(jī)在恒定負(fù)載運(yùn)行下 ,功率計(jì)算公式如下： ??11PP? 式中： P —— 電動(dòng)機(jī)的功率（ KW）； 1P —— 生產(chǎn)機(jī)械功率（ KW）； 1? —— 生產(chǎn)機(jī)械本身效率； ?—— 電動(dòng)機(jī)效率 上式計(jì)算出的功率不一定與產(chǎn)品規(guī)格相同 ,所以選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率 (P1)應(yīng)等于或稍大于計(jì)算所得的功率。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 8 第二章 風(fēng)機(jī)的機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 方法 在現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，各種生產(chǎn)機(jī)械都廣泛應(yīng)用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，正確地選用與機(jī)械負(fù)載配套的電動(dòng)機(jī)，可以使電動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)、最合理的方式下運(yùn)行，從而達(dá)到降低能耗、提高效率的目的。在今后可能還會(huì)出臺(tái)更為嚴(yán)格的上網(wǎng)限制措施。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，尤其是雙饋型風(fēng)機(jī)，抵抗電網(wǎng)電壓跌落的能力本身較差。科諾偉業(yè)也研制出了兆瓦級(jí)機(jī)組的控制系統(tǒng)。從軟件來講，風(fēng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)控制，必須有一套與之相適應(yīng)的完善的控制軟件。目前來看，變槳控制系統(tǒng)的葉片驅(qū) 動(dòng)有液壓和電氣兩種方式，電氣驅(qū)動(dòng)方式中又有采用交流電機(jī)和直流電機(jī)兩種不同方案。 進(jìn)風(fēng)口：做成收斂式流線型整體結(jié)構(gòu)，用螺栓固定于前蓋板上。無因次性能曲線與計(jì)量單位、幾何 尺寸、轉(zhuǎn)速、氣體密度等因素?zé)o關(guān)，所以使用起來十分方便。 (5)全壓 :單位體積的氣體在風(fēng)機(jī)內(nèi)所獲得的能量稱為全壓或風(fēng)壓，以 P 表示，單位為Pa。風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)有流量、全壓、功率、轉(zhuǎn)速及效率。 市場(chǎng)品種主要有 T T3 T40（工排）、 CDZ、 SF、 DZ、降溫風(fēng)機(jī)（ APB 系列）等。機(jī)殼由蝸板、側(cè)板和支腿組成。 可分為多 種，如鐵殼風(fēng)機(jī)（普通風(fēng)機(jī)）、玻璃鋼風(fēng)機(jī)、塑料風(fēng)機(jī)、鋁風(fēng)機(jī)、不銹鋼風(fēng)機(jī)等等 。中國在公元前許多年就已制造出簡(jiǎn)單 的木制礱谷風(fēng)車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風(fēng)機(jī)基本相同。因此，風(fēng)機(jī)設(shè)備完全可以用變頻驅(qū)動(dòng)方案取代風(fēng)門，擋板控制方案，從而降低電機(jī)功耗，達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn) 行的目的。 山東英才學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)電一體化 姓 名 指導(dǎo)教師 二 O 一 O 年一月十日 摘 要 在我們的日常生活中，風(fēng)機(jī)設(shè)備應(yīng)用廣泛，諸如鍋爐燃燒系統(tǒng)和烘干系統(tǒng)等。因此，正確掌握風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)，對(duì)保證風(fēng)機(jī)的正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是很重要的。 1862 年，英國的 varber 發(fā)明離心風(fēng)機(jī)，其葉輪、機(jī)殼為同心圓型，機(jī)殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為 40％左右，主要用于礦山通風(fēng)。 （升壓）分為：通風(fēng)機(jī)（≤ 萬 Pa），鼓風(fēng)機(jī)（ ～ 35 萬 Pa），壓縮機(jī)山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 2 （≥ 35 萬 Pa）。 柜式離心風(fēng)機(jī)屬于前向多翼風(fēng)機(jī)是前向風(fēng)機(jī)中的一種，他具有高壓力系數(shù)和 大流量系數(shù)及低噪聲特點(diǎn)，其葉片數(shù)很多（一般為 40～ 80），葉片很窄，前向多翼風(fēng)機(jī)特別適于在空調(diào)系統(tǒng)中使用。 ⑶ 混流風(fēng)機(jī)（氣體以與主軸成一定角度進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉道，具有高壓大流量的特點(diǎn)） 混流風(fēng)機(jī)介于軸流和離心之間，其結(jié)構(gòu)與軸流相似，一般由葉輪、機(jī)殼、集流器和電機(jī)組成。 (1)軸功率 :原動(dòng)機(jī)傳遞給風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的功率，即為輸入功率，又稱為軸功率，以 p 表示單位為 kw。 (6)轉(zhuǎn)速 :風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)稱為轉(zhuǎn)速，以 n 表示，單位為 r/min。無因次性能曲線在風(fēng)機(jī)的選型設(shè)計(jì)計(jì)算的應(yīng)用中尤為廣泛。 傳動(dòng)組：由主軸、軸承箱、聯(lián)軸器等 組成。究竟采用何種方式主要取決于制造廠家多年來形成的技術(shù)路線及傳統(tǒng)。主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和變頻器需要協(xié)同工作才能實(shí)現(xiàn)在較低風(fēng)速下的最大風(fēng)能捕獲、在中等風(fēng)